煤礦井下漏電保護(hù)現(xiàn)狀及其發(fā)展

(西安科技大學(xué) 陜西 西安 710600)

引言

漏電保護(hù)是煤礦井下供電的三大保護(hù)之一，在低壓供電系統(tǒng)中對降低事故率，保證人身安全發(fā)揮了重要的作用?！睹旱V安全規(guī)程》第434條規(guī)定:井下低壓饋電線上應(yīng)裝設(shè)帶有漏電閉鎖的檢漏保護(hù)裝置或有選擇性的檢漏保護(hù)裝置，如果無此種裝置必須裝設(shè)自動(dòng)切斷漏電饋電線的檢漏裝置。檢漏保護(hù)裝置可以自動(dòng)切斷供電電源來去保護(hù)人自身的安全，這是在絕緣水平降低到規(guī)定的數(shù)值或電網(wǎng)發(fā)生漏電又或人觸及一相帶電導(dǎo)體，在使用過程中由于性能不夠完善，檢漏裝置型號單一，以及人為管理等因素，對供電系統(tǒng)的安全性、可靠性造成了一定的影響。

一、礦井供電系統(tǒng)與漏電保護(hù)系統(tǒng)的現(xiàn)狀

煤礦井下的供電系統(tǒng)主要是為煤礦工作者提供電源，以及保證工作的順利開展，但由于井區(qū)一般處于地表數(shù)百米以下，空間比較小，且空氣比較潮濕，容易造成漏電的現(xiàn)象，因此，煤礦井下不僅需要有完備的供電系統(tǒng)，還需要有防止漏電現(xiàn)象發(fā)生的系統(tǒng)。目前煤礦井下漏電保護(hù)裝置主要有JY82型、JL82型檢修繼電器。

二、漏電保護(hù)裝置的使用情況

從目前煤礦使用的井下漏電保護(hù)裝置的情況看，檢漏繼電器的類型中，很多型號帶有選擇性漏電保護(hù)裝置和帶漏電閉鎖的檢漏裝置，例如JJKB30帶漏電閉鎖的檢漏繼電器以及配套的饋電開關(guān)，就是通過限制電流的方法起到井下漏電保護(hù)的作用在檢漏繼電器的使用中，常見的問題主要包括:1)某些檢漏繼電器沒有選擇性，與帶分勵(lì)扣線圈的饋電自動(dòng)開關(guān)安裝在變壓器的低壓側(cè)的總開關(guān)側(cè)，降低的電網(wǎng)的運(yùn)行安全性和可靠性。有的檢漏繼電器缺少漏電閉鎖裝置。根據(jù)抵押控制設(shè)備中關(guān)于煤礦安全規(guī)程中的有關(guān)規(guī)定。各分路開關(guān)中應(yīng)使用真空接觸器，設(shè)置有漏電閉鎖裝置，但是實(shí)際操作中，漏電閉鎖裝置常常被關(guān)閉，例如一種真空磁力啟動(dòng)器在進(jìn)行綜合保障工作中本可以發(fā)揮重要作用的，但是沒有備件的工人往往由于生產(chǎn)急用就把JDB 甩掉了，使得檢漏繼電器缺少了漏電閉鎖，降低了低壓電網(wǎng)的安全性。2)漏電的過程經(jīng)過分析，是采用中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的方式，從母線結(jié)構(gòu)的角度看屬于放射性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)中的電纜線路存在分布式的參數(shù)，當(dāng)參數(shù)對稱的時(shí)候，不會發(fā)生中性點(diǎn)的對地電壓。如果一旦不對稱發(fā)生，則線路的單相漏電故障以及參數(shù)的對稱性就會遭到破壞，使得中性點(diǎn)的零序電流因?yàn)槁╇姷碾娮璋l(fā)生了電壓值的變化，在零序電壓的作用下，產(chǎn)生了零序電流，繼而引發(fā)了故障3)當(dāng)檢漏繼電器和漏電保護(hù)單元采用不同原理進(jìn)行漏電電阻的檢測的時(shí)候，為了在附加電壓的中性點(diǎn)的接地方式不改變的前提下，采用直接接入的方式進(jìn)行電抗器的系統(tǒng)連接，可以采用人為接入點(diǎn)的方法，是在技術(shù)設(shè)施中需要選擇的。電抗器加入系統(tǒng)中性點(diǎn)的方法，一般感抗較大，電阻較小，不會影響漏電電阻的電流，也不會使中性點(diǎn)的電感發(fā)生躍變，當(dāng)漏電發(fā)生的時(shí)候，漏電電阻的直流將達(dá)到穩(wěn)定，待達(dá)到一定時(shí)間后，就會出現(xiàn)電感量的變化，這種方法顯然不符合檢測漏電電阻的需要，不適合用于漏電保護(hù)單元的檢測漏電電阻工作中。

三、選擇性漏電保護(hù)的特點(diǎn)

選擇性漏電保護(hù)的特點(diǎn)是縮小漏電故障的范圍，查找出故障點(diǎn)并消除，提高供電的可靠性和安全性。根據(jù)選擇性漏電保護(hù)的工作原理，檢測出各個(gè)支路零序電流的大小，對故障支路進(jìn)行判斷，以得到零序電流的爭取選線，然后采用零序電流補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)降低人身的觸電電流，當(dāng)電網(wǎng)的分布電容達(dá)到一定量的電容后，人身體接觸的電流的危險(xiǎn)系數(shù)會有所增加，帶來很大的觸電危險(xiǎn)，因此在漏電保護(hù)的縱向選擇主要配合時(shí)間差來完成。

四、漏電保護(hù)發(fā)展的方向

通過在煤礦井下進(jìn)行漏電保護(hù)裝置的實(shí)際運(yùn)行，總結(jié)采用電容電流補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)，能夠?qū)㈦姼须娏鞯娜藶橹行渣c(diǎn)對電網(wǎng)予以接入，得到超過90°的補(bǔ)償漏電點(diǎn)的電容電流，人為接地分流技術(shù)能夠降低人身的觸電電流的方法，達(dá)到提高漏電保護(hù)的目的，尤其是對于電氣安全性能的保護(hù)是非常有效。人為接地的分流技術(shù)與選擇性漏電保護(hù)的配合可以解決漏電故障的選擇性，也可以解決人身的安全受到威脅的問題，因此采用人為接地分流技術(shù)來進(jìn)行選擇性漏電保護(hù)，是未來該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展方向。

20 世紀(jì) 80 年代，國內(nèi)外研究出選擇性自動(dòng)復(fù)電技術(shù)、旁路接地技術(shù)，且出現(xiàn)微機(jī)型選線裝置。20 世紀(jì) 90 年代以來，微機(jī)控制技術(shù)逐漸應(yīng)用到礦井電網(wǎng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)中，并研發(fā)出智能型漏電保護(hù)系統(tǒng)，稱為微機(jī)式漏電保護(hù)?，F(xiàn)在微機(jī)式漏電保護(hù)得到了普遍使用，其裝置能夠采用多原理的綜合保護(hù)，完成漏電故障時(shí)的橫向和縱向選擇性保護(hù)，且能保證動(dòng)作電阻值的穩(wěn)定性。未來漏電保護(hù)是朝著數(shù)字化，減少人員事故，便于操作方向發(fā)展。

五、結(jié)語

在復(fù)雜的煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)中，供電是其中至關(guān)重要的一環(huán)，工作面作為煤礦井下生產(chǎn)第一線，其供電安全對整個(gè)井下電網(wǎng)更有著重要意義?，F(xiàn)階段，我國礦井總用電負(fù)荷已超過幾萬千瓦，單個(gè)綜采面的用電負(fù)荷也已達(dá)到數(shù)千千瓦，采、掘、運(yùn)自動(dòng)化和機(jī)械化的程度得到了很大的發(fā)展。為了能更適應(yīng)高產(chǎn)高效煤礦的需要，煤礦井下供電系統(tǒng)的供電技術(shù)和供電保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)該得到相應(yīng)的提升。